Базой называется поверхность, или заменяющее ее сочетание поверхностей, ось, точка, принадлежащие заготовке или изделию и предназначенные для придания изделию или детали требуемого положения в пространстве относительно выбранной системы отсчета. Процесс придания изделию или детали требуемого положения в пространстве называется базированием.
По своему назначению базы подразделяются на: конструкторские, технологические и измерительные.
Конструкторской базой называют поверхность детали, относительно которой конструктором задаются расстояния до других поверхностей. Конструкторские базы подразделяют на основные и вспомогательные (рис.3.1).
Основной называется база относительно которой конструктором задаётся расположение поверхностей, определяющих положение самой детали в изделии, вспомогательной — положение присоединяемой детали относительно данной. Вспомогательных баз может быть несколько.
Рис.3.1. Конструкторские базы:
А — основная, В и С — вспомогательные
Технологической базой называют поверхность, определяющую положение детали в приспособлении в процессе её изготовления или ремонта (рис.3.2).
Рис.3.2. Технологические базы
Измерительной базой называют поверхность детали, относительно которой производится контроль полученных размеров, которой определяется положение детали в измерительном приспособлении (рис.3.3).
Рис.3.3. Измерительные базы
Определение этих баз необходимо для того, чтобы в дальнейшем, при проектировании технологической оснастки соблюсти главный принцип ориентации заготовки в приспособлении — совмещение конструкторской и технологической баз.
Как известно, абсолютно твердое тело имеет шесть степеней свободы относительно выбранной системы координат: 3 из них — поступательные и 3 — вращательные. Т.е. положение тела относительно системы отсчета можно определить, используя шесть независимых координат, каждая из которых определяет связь и лишает тела одной степени свободы.
Правило шести точек: для определения положения детали необходимо и достаточно лишить ее шести степеней свободы, то есть задать координаты шести опорных точек. При нарушении правила шести точек появляется неопределенность базирования.
Схему расположения опорных точек детали на базах детали или заготовки называют схемой базирования.
Совокупность трех баз, лишающая тело шести степеней свободы, называется комплектом баз.
База, связывающая одну степень свободы тела, называется опорной. База, связывающая две степени свободы тела, называется направляющей. База, связывающая три степени свободы тела, называется установочной.
При разработке технологической документации, решая вопрос базирования и настройки инструментов в технологической системе, рекомендуется в качестве баз использовать конструкторские базы. Это обеспечивает сокращение размерных цепей и соответственно позволяет повысить точность изготовления изделий.
Кроме классификации приведенной выше, в производственной практике и литературе различают также искусственные, черновые и чистовые технологические базы.
Искусственная технологическая база – база, которая как конструктивный элемент не требуется для готового изделия, а также база, которая в целях повышения точности базирования обрабатывается с более высокой точностью, чем требуется по служебному назначению. Лучший пример искусственных баз, центровые отверстия вала, их используют для установки при изготовлении изделия (рис.3.4).
Рис.3.4. Искусственные технологические базы
Выбор баз зависит не от стадии производства, а от характеристики размеров, формы, шероховатости и точности конструктивных элементов на разных этапах производства. Поэтому различают выбор баз из черновых (необработанных) элементов заготовки и из чистовых (обработанных) элементов заготовки.
Черновой технологической базой называют базу, используемую при выполнении первого установа после получения заготовки. Их назначение в том, чтобы обработать и подготовить чистовые (обработанные и более точные) базы для выполнения последующих операций изготовления изделия. Поскольку точность необработанных баз всегда ниже точности обработанных (чистовых) баз, а шероховатость выше, то черновые базы при обработке заготовки должны использоваться только один раз – при выполнении первого установа или при изготовлении изделия с одной установки. При смене баз необходимо использовать чистовые (обработанные), точные базы.
Классификация баз по лишаемым степеням свободы делается на основе анализа способов базирования тел с учетом отличительных признаков геометрической характеристики их элементов (точек, линий, осей, поверхностей и их сочетаний), образующих материальные и геометрические тела, заготовки и изделия, базы и системы координат.
Введем несколько новых понятий, а затем рассмотрим каждое из них.
Установочная база – база, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их трех степеней свободы – перемещения вдоль одной координатной оси и поворотов вокруг двух других осей.
Направляющая база - база, используемая для наложения на заготовку изделие связей, лишающих их двух степеней свободы – перемещения вдоль одной координатной оси и поворота вокруг другой оси.
Опорная база – база, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их одной степени свободы – перемещения вдоль одной координатной оси или поворота вокруг оси.
Для того чтобы полностью определить положение тела в пространстве необходимо лишить его шести степеней свободы: трех поступательных перемещений вдоль осей координат, и трех вращательных вокруг этих осей.
Если нижнюю поверхность призматического тела соединить тремя жесткими двусторонними связями 1, 2 и 3 с тремя точками, плоскости XOY выбранной системы координат, не лежащими на одной прямой, тело приобретет устойчивое положение и лишится трех степеней свободы. Данное тело не сможет перемещаться вдоль оси Z и вращаться вокруг осей X и Y. Такая база называется установочной (рис.3.5).
Если связать боковую поверхность призматического тела двумя жесткими двусторонними связями 4 и 5 с двумя точками плоскости XOZ, тело лишится еще двух степеней свободы. Оно не сможет перемещаться вдоль оси Y и вращаться вокруг оси Z. Такая база называется направляющей (рис.3.6).
Рис.3.5. Установочная база
Рис.3.6. Направляющая база
Чтобы добиться полного базирования данного тела необходимо лишить его шестой степени свободы. Для этого соединяем вторую боковую поверхность одной жесткой двусторонней связью 6 с точкой плоскости YOZ, тем самым лишая тело возможности перемещения вдоль оси Х. Такая база называется опорной (рис.3.7).
Рис.3.7. Опорная база
При базировании обязательно наличие силового замыкания (рис.3.8).
Рис.3.8. Силовое замыкание при базировании
Базирование длинных цилиндрических тел (L>D)
Для базирования длинных цилиндрических тел используется двойная направляющая база. Цилиндрическая поверхность соединяется двумя связями 1, 2 с плоскостью XOZ и двумя связями 3, 4 с плоскостью XOY, тем самым лишая тело четырех степеней свободы – возможности перемещения вдоль осей Y и Z, а также поворотов вокруг этих осей (рис.3.9).
Двойная направляющая база – база, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их четырех степеней свободы – перемещений вдоль двух координатных осей и поворотов вокруг этих осей.
Рис.3.9. Двойная направляющая база
Соединение торца двусторонней связью 5 с плоскостью YOZ, лишит тело возможности перемещения вдоль оси Х. Данная база, будет являться опорной (рис.3.10).
Рис.3.10. Опорная база при базировании длинных
цилиндрических деталей
Чтобы лишить цилиндрическое тело последней, шестой степени свободы, должна быть предусмотрена еще одна двухсторонняя связь. Шестую опорную точку нужно располагать на поверхности, например шпоночной канавки, данная база будет также опорной (рис.3.11).
Рис.3.11. Шпоночная канавка как опорная база
Ниже приведена схема базирования длинного цилиндрического тела (рис.3.12).
Рис.3.12. Схема базирования длинной цилиндрической детали
Базирование коротких цилиндрических тел (L<D)
Сначала лишим тело трех степеней свободы – возможности перемещаться вдоль оси Х и вращаться вокруг осей Y и Z. Для этого торцевую поверхность соединим тремя двусторонними связями 1, 2, 3 с плоскостью YOZ (рис.3.13). По определению, приведенному ранее, эта поверхность является установочной базой.
Рис.3.13. Установочная база для короткого цилиндрического тела
Чтобы лишить тело возможности перемещаться вдоль осей Y и Z необходимо соединить его цилиндрическую поверхность двумя двусторонними связями 4, 5 с плоскостями XOY и XOZ (рис.3.14). Такая база называется двойной опорной.
Двойная опорная база – база, используемая для наложения на заготовку или изделие связей лишающих его двух степеней свободы – перемещения вдоль двух координатных осей.
Рис.3.14. Двойная опорная база для короткого цилиндрического тела
Чтобы лишить тело возможности поворачиваться вокруг собственной оси, нужно лишить его шестой степени свободы, это делается с помощью поверхностей шпоночной канавки (рис.3.15). Эта поверхность будет являться опорной базой.
Рис.3.15. Опорная база для короткого цилиндрического тела
Комплект баз определяющих положение коротких цилиндрических тел включает в себя установочную, двойную опорную и опорную базы.
Базирование конических, сферических и фасонных тел
На базировании конических тел останавливаться подробно не будем, оно аналогично базированию цилиндрических тел. Для исключения поворота вокруг оси конус должен иметь дополнительный элемент, как и цилиндр (риску, стопорное отверстие или шпоночный паз).
Для базирования сферических тел используют центр сферической поверхности и оси симметрии. Чтобы обеспечить устойчивое положение шара при базировании в прямоугольной системе координат необходимо наложить три связи на три точки сферической поверхности, к примеру, базированием в упор с плоскостями выбранной системы координат. В этом случае три точки будут являться тремя опорными базами, которые лишают тело трех степеней свободы – перемещений вдоль координатных осей.
Если шар базируется с использованием центра (самоцентрирующее приспособление с двумя обратными конусами), он также лишается трех степеней свободы. В этом случае функцию опорных баз выполняет центр шара. Как и в случае с цилиндром, для полного базирования шара необходимы дополнительные элементы (метки, риски или пазы), тогда появляется возможность наложить дополнительные связи, которые лишат шар оставшихся трех степеней свободы (трех поворотов вокруг осей координат). Любое фасонное тело можно представить сочетанием геометрических элементов, рассмотренных выше. Эти элементы будут выполнять функцию баз и в комплекте образовывать системы координат, используемые для базирования заготовок или изделий.
Дата добавления: 2015-11-26; просмотров: 286 | Нарушение авторских прав